电场强度与电势差的关系课件.ppt

四、电势和电势差,广东仲元中学 杨运广,复习回顾,1、功的计算：,2、重力做功,(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.,(2)重力做功WG与重力势能变化的关系,重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加,一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?,在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后,试探电荷的动能增加.是什么能转化为电荷的动能呢?,2.电场力做功的特点,在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。,对于非匀强电场也适用,WAB = F|AB|cos=qE|AM|,把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？,一.电势能,1.定义:电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能叫电势能,3.电场力做功与电势能的变化关系,重力做正功,重力势能减小.,电场力做正功,电势能减小.,重力做负功,重力势能增加.,电场力做负功,电势能增加.,电场力做的功等于电势能的减少量,WAB= A- B,正电荷从A点移到B点时,电场力做正功,电荷的电势能怎么变化?,负电荷从A点移到B点时,静电力做 功, 该电荷在 点的电势能较大.,负,B,思考,减小,电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小.,5、电势能是电荷和电场所共有的，具 有系统性,4、电势能是相对的，与零电势能面有关,6、电势能是标量,通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。,例1.将带电量为610-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了310-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.210-5J的功，则（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？ （2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？ （3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？,增加了1.810-5J.,EPC=1.810-5 J,EPC=-1.210-5 J,EPB=310-5 J,EPA= -310-5 J,势 差,1、WABG， WAB/G 恒量hAB,1、WABq， WAB/q恒量UAB,2、比值定义法： 高度差hAB=WG/G,2、比值定义法： 电势差UAB=WAB/q,hAB与G无关，只取决于始、末的位置。,UAB与q（包括大小、正负）无关，只取决于始、末的位置。,1.定义:电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q,叫做A,B两点间的电势差.两点间的电势差也叫这两点间的电压.,3.单位: 伏特(V),4.是标量:,二.电势差,1v=1J/c,2.定义式:,正负代表一点比另一点电势高或低,电场中A、B两点间的电势差UAB,在数值上等于单位正电荷由A点移动到B点时,电场力所做的功WAB.,WAB=UABq,6. 电场力做功：,5.决定因素:WAB跟路径无关,UAB也是跟路径无关;且跟WAB 和q都无关,只是由电场本身和两点位置有关.,例2.如图所示的电场中，A、B两点间的电势差UAB=20 V，将点电荷q= -210-9C，由A点移到B点，静电力所做的功是多少 ？ WAB = -4.010-8J,将UAB和q的正负号代入计算,例3、在如图所示的电场中，把点电荷q=+210-11C，由A点移到B点，电场力做功WAB=410-11J。A、B两点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？ UAB=2V UBA=-2V,势,高度是特殊的高度差,电势是特殊的电势差,高度差hAB =hA - hB,hA = hAO = hA - hO,hA=hAO =WAO/G,UAB =A-B,A =UAO= A - O,A=UAO = WAO/q,一般取地面或最低点为参考点,一般取无穷远处或电场中的接地点为参考点,1.定义:电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功.,三.电势,另一种定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值叫该点的电势.,另一表达式,4.单位: 伏特(V),3.标量:正负代表高低,5.电势差和电势的关系:,UAB= A- B,(计算时要代入正负号),想一想,1、高度差、高度与零高度点的选择有关吗？ 2、电势差、电势与零电势点的选择有关吗？,A,B,C,D,0V,1V,2V,3V,结论：电势和高度都具有相对性，与参考点的选择有关，而电势差和高度差与参考点的选择无关。,E,0V,1V,2V,-1V,6. 电势具有相对性：确定电势,应先规定电场中某处的电势为零.(通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.),7.电势的决定因素：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。即 与Ep、q无关,8.沿电场线方向电势降低,如以无穷远处电势为零，则： (1)正电荷（+Q）形成的电场中各点的电势均为正值（且离场源近处电势大）； (2)负电荷（-Q）形成的电场中各点的电势均为负值（且离场源近处电势小）。,思考:怎么比较电场中两点电势高低呢?,方法一:根据电场线方向来确定电势高低： 沿着电场线的方向，电势逐渐降低。,方法四:如电荷只在静电力作用下由静止开始运动，正电荷由电势高的点移向电势低的点，负电荷由电势低的点移向电势高的点。,方法二:根据电势差定义式来判断.,方法三:根据电势的表达式来判断：,例4. 将一电量为 的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A, 电场力做 功 ,以P点为零势点。求A点的电势.,解:,场外一点P的电势为,注意:计算电势首先要规定零电势处,且电势可以为负.,四、等势面,1、等势面：,电势相等的点所构成的面。,通常相邻等势面之间的电势差相等。(称为等差等势面）,2、典型电场的等势面,点电荷的电场的等势线,等量异种电荷电场的等势面,等量同种电荷电场的等势面,匀强电场的等势面,带电导体周围电场的等势面,3、等势面的特点,（1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功,（2）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面,（3）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏,（4）不同等势面在空间不相交、不相切,（5）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其表面为一个等势面，匀强电场的等势面是一组相互平行的疏密均匀的平面。,例3、关于等势面正确的说法是（ ） A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B等势面上各点的场强大小相等 C等势面一定跟电场线垂直 D两等势面不能相交,CD,小结,一、电势能：,电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加,二、电势差：,三、电势：A=UAO = WAO/q,四、等势面,五、电场力的功、电势能、电势、电势差、等势面、电场线的关系,地球附近的引力场,存在于电荷周围的场,重力场强度g=G/m， 方向：垂直于该点的切面向下,电场强度E=F/q ， 方向：正电荷在该点所受电场力方向,重力G=mg,电场力F=qE,WAB=mghAB 只与始、末位置有关，与路径无关,WAB=qUAB 只与始、末位置有关，与路径无关,高度差hAB= hA hB，与参考点选取无关,电势差UAB=A- B，与参考点选择无关,构建知识结构,重力势能EP=mgh，与参考平面选取有关,电势能=q（选学），与参考平面选取有关,重力做正功，重力势能减少（转化为其他形式的能）；重力做负功，重力势能增加WAB=EPA-EPB,电场力做正功，电势能减少（转化为其他形式的能）；电场力做负功，电势能增加。WAB= A- B,高度h与参考点的选取有关，具有相对性,电势与参考点的选取有关，具有相对性,课堂训练,1如图1所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是 （ ） A把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少 B把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加 C把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加 D 从a到b电势逐渐降低,AD,课堂训练,2、有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（ ） A、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定 B、由放在该点的电荷的电量多少来决定 C、与放在该点的电荷的正负有关 D